在SINUMERIK 828D系统中,基于ProfiNET I/O技术的PPU上有2个带LED指示灯且全双工运行的PLC I/O接口——PN1和PN2(注:PPU240/241仅有PN2)。通过这2个接口和1根长度不超过70m的MOTION-CONNECT电缆,PPU可与机床控制面板MCP310C/483C PN(X20或X21接口)或外设模块PP72/48D PN(X2接口)、PP72/48D 2/2A PN(X2接口)实现通信连接,并以100Mbit/s的传输速率发送和接收数据。
ProfiNET是Profibus国际组织(PI)推出的基于工业以太网的开放式现场总线标准(表5-9中的类型10),属于众所周知的Profibus-DP现场总线和单元级通信总线的工业以太网的逻辑延伸。它采用了开放的IT标准,可与以太网的TCP/IP标准兼容,并提供有实时功能以满足所有自动化的需求。它还通过代理服务器(Proxy)技术透明无缝地集成Profibus现场总线和其他现场总线(如Interbus或DeviceNET等)。

基于工业以太网的ProfiNET网络
ProfiNET通信与Profibus通信的区别,如表

ProfiNET的实时性
为了保证通信的实时性(即响应时间要短且数据访问间隔要确定),需要对信号的传输时间做精确的计算;当然,不同的现场应用对通信系统的实时性要求不同。通常,用响应时间作为标尺来衡量系统的实时性;据响应时间的不同,ProfiNET可支持三种通信方式——TCP/IP标准通信、实时(RT)通信和同步实时(IRT,又称等时实时)通信。
TCP/IP标准通信(见图):ProfiNET基于工业以太网基础,使用TCP/IP标准。作为IT领域内通信协议标准的TCP/IP,通过本地和分布式网络的透明通道可为以太网设备提供数据交换基础。对快速性无严格要求的使用了TCP/IP标准的数据,响应时间约为100ms数量级并可满足工厂控制级的应用。

ProfiNET数据访问ISO/OSI模型
1) 实时(RT为Real-Time的简称)通信:ProfiNET的实时通信适用于对信号传输时间有严格要求的场合,如用于传感器和执行器的数据传输。分布式现场设备通过ProfiNET标准组件可直接连接至工业以太网,并与PLC等设备实现通信。ProfiNET的响应时间与Profibus-DP等现场总线相同或更短,典型的更新循环时间为1~10ms设备,完全可满足现场级的要求。
2) 同步实时(IRT为Isochronous Real-Time的简称)通信:在现场级通信中,对通信实时性要求最高的是运动控制。SINUMERIK 828D等系统内的伺服运动控制,对通信网络提出了更高的要求,如在100个节点下其响应时间和抖动误差分别要小于1ms和1μs,以保证及时的、确定的响应。为此,ProfiNET使用同步实时技术(借助Switch-ASIC芯片)来满足如此苛刻的响应时间(见图)。为了保证高质量的等时通信,所有网络节点必须很好地实现同步,以保证数据在精确相等的时间间隔内被传输。

ProfiNET同步实时通信用于运动控制